太陽能熱發電技術論文

　　太陽能熱發電是指將太陽光聚集並將其轉化為工作流體的高，溫熱能，然後通過常規的熱機或其它發電技術將其轉換成電能的技術。下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!

　　篇一

　　淺談太陽能熱發電技術的應用

　　摘要：太陽能光伏發電已成為人們擺脫對化石燃料依賴的巨大功臣之一，尤其是化石燃料在提供能量的同時對居住環境帶來的溫室效應等各種負面影響及化石燃料的逐漸枯竭，世界各國都在研究和探索清潔、環保的可再生能源，如太陽能、風能、水能等。太陽能作為新型清潔能源之一，擁有巨大潛力。儘管太陽能具有很多優點，但太陽能的分散性、不易儲存、受環境影響等多方面的不利因素影響著太陽能的開發及利用。經過國內外專家的潛心研究，太陽能技術的開發不斷深入，太陽能熱發電技術已進入了商業運用階段。

　　關鍵詞：太陽能電池;熱發電;太陽能發電技術

　　能源已成為影響經濟社會發展的一大主要因素，尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐漸枯竭，當今世界已出現了能源爭奪之戰。區域性地區的***很多都是由不可再生能源的爭奪引發的。面對人們能源需求量的增加而不可再生能源的減少，人們開始轉而尋求對可再生能源的開發，如風能、水能、太陽能等。儘管目前太陽能佔能源總量的比重不大，但未來的發展潛力不可限量，有專家推測，到2100年來自太陽的能源超過世界能源需求總量的一半以上。

　　一、太陽能熱發電技術概述

　　太陽能作為一種清潔能源之所以被人們開發利用的時間不長是因為太陽熱能的低密度、間歇性、空間分佈不斷變化等特點，使太陽能的收集和利用比較困難。因此，要想研發太陽能光伏發電技術，必須要找到有效地收集和利用太陽能的方法，也是太陽能熱發電技術的關鍵。因此太陽能光伏發電技術有四個關鍵技術，即聚光器技術、吸收器技術、跟蹤技術和熱能儲存技術。聚光器技術、吸收器技術主要是研究如何更高效地獲取太陽光源，難點在於解決太陽光熱能的低密度、分佈不斷變化等特點;熱能儲存技術攻克的難點在於如何將收集到的太陽光源儲存起來，並減少熱量的損失，以備在陰天、下雨、夜間等無太陽光源時提供能量。

　　儘管太陽能是一種天然的、清潔的、可再生的能源，但由於太陽能所具有的低密度、間歇性、空間分佈不斷變化等特點，造成其開發利用投入的成本較高，阻礙了人們對太陽熱能的開發。但是太陽熱能技術一旦前期投入完成***固定投入***，後期將帶來可觀的經濟效益，再加上化石燃料對地區環境帶來的負面影響及其本身的不可再生性，促使各國政府轉向大力支援太陽熱能的開發。太陽能熱發電這基礎的四方面技術解決的核心在於新型材料的研發。當前太陽能發電技術主要是太陽能光伏***PV***電池技術和聚光太陽能***CSP***技術。我國幅員遼闊，橫跨多個緯度，再加上地形地貌的多樣，太陽能開發前景廣闊，根據2009年的世界太陽能發電關聯產品的統計資料顯示，我國大陸在結晶矽太陽能電池及結晶矽太陽能電池元件上的產業規模已位居世界第一，佔世界總量的一半左右，是重要的太陽能光伏電池生產國。

　　二、太陽能熱發電常見的模式及比較分析

　　在能源危機的驅動下，各國專家的持續研究下，人們對太陽能的開發已進入了一個新的時期，目前已開發出多種形式的太陽能熱發電模式，其中有部分技術較為成熟，已投入商業執行中。太陽能熱發電的關鍵技術之一就是集熱器，太陽能熱發電模式也可按集熱器型別的不同，分為平板型光伏發電系統和聚光型光伏發電系統。

　　***一***平板型光伏發電系統

　　平板型光伏發電系統包括太陽能電池板、直流保護與彙集系統、交流保護與開關係統、逆變器、發電量計量、基礎結構等幾部分。此係統的工作原理是電池板陣列經匯線箱***盒***彙集後直接向直流負荷供電，再經逆變器將彙集後的直流電源轉變成符合交流電壓、頻率的單相或三相交流電，最後匯入使用者的電源系統。平板型光伏發電系統主要在大規模併網型電廠使用，在應用中需要考慮直流線路、交流線路、升壓站等部分，在發電過程中，為了提高太陽光的利用率，通常採用單軸或雙軸追蹤系統，加長陽光直射的時間，提高發電量。因追蹤系統的原理是根據太陽方位角的旋轉產生陰影效應來驅動電池板，所以該系統佔地面積較大。總體來看平板式光伏發電系統結構簡單、技術含量低、安裝施工方便，所需的矽晶體材料的降價，成本呈下降趨勢。據估算平板式光伏發電系統每千瓦發電量的綜合投資成本約為3.5～4萬元。但該系統存在發電效率低、不便運輸、不便於維護等缺點。

　　***二***聚光型光伏發電系統

　　聚光型光伏發電技術，是最近幾年發展起來的大規模光伏發電技術，多用於兆瓦以上規模的併網型太陽能光伏發電廠。聚光型光伏發電技術與平板型光伏發電技術相比，具有更經濟、建設週期短、維護方便、佔地面積小、對場地平整程度要求不高等優點。聚光型光伏發電系統又可分為槽式聚光熱發電系統、塔式聚光熱發電系統和碟式斯特林太陽能熱發電系統三大類。

　　1.槽式聚光熱發電系統。太陽能發電最早被使用的技術就是槽式聚光技術，其也成為聚光式太陽能技術中最為成熟的技術。槽式太陽能熱發電是藉助槽形拋物面聚光器將太陽光聚焦反射到接收聚熱管上，通過管內熱載體將水加熱成蒸汽，推動汽輪機發電。因此，槽式熱發電的關鍵技術是太陽熱能聚光器、吸收器、跟蹤技術及高溫熱能儲存技術。槽式太陽能熱發電廠主要包括集熱和發電兩大部分。其中集熱部分不同於傳統發電，主要包括：拋物面槽形反光鏡、熱接受器、單軸追蹤控制系統、集熱器基礎結構幾部分。槽式聚光熱發電系統是目前使用最早，最成熟也最為經濟的發電系統。

　　2.塔式聚光熱發電系統。塔式聚光技術是通過接受器聚焦分佈安裝在聚光塔周圍呈環形排布的定日鏡陣反射的太陽光。在接受器內實現熱能的轉化，進而驅動渦輪機帶動發電機發電。西班牙的PS20是目前建設的最大的塔式熱發電廠，裝機容量為20MW，佔地約1 415畝。若場地條件允許，此係統可以搭配傳統熱電廠，形成迴圈蒸汽渦輪機發電系統，減少對化石燃料的依賴。

　　3.碟式斯特林聚光熱發電系統。碟式斯特林聚光熱發電系統主要由旋轉拋物面反射鏡、吸熱器、跟蹤裝置和熱功轉換裝置等組成，安裝在一個雙軸跟蹤支撐裝置上，實現定項跟蹤，連續發電。碟式斯特林聚光熱發電系統既保留了塔式系統聚焦比高、規模大的優點，又較好地解決了塔頂吸熱器熱損大的缺點，安裝維護成本較低。但碟式斯特林聚光熱發電系統也存在一些明顯的缺點，如發電效率低、佔地面積大、使用材料多等。

　　針對三種聚光式熱發電系統在規模、執行溫度、年容量因子、峰值效率、年淨效率、商業化情況及技術開發風險等因素做出的綜合比較，從各項指標可以看出，槽式系統目前在商業執行中比較成熟。

　　三、太陽能熱發電技術的應用前景

　　能源危機加上太陽能資源的多種優勢，大量的傳統的靠化石燃料獲取能源的公司轉而進入太陽能發電的開發，尤其是一些資源貧乏的發達國家，如日本等。太陽能的儲存是一項關鍵技術，目前涉獵太陽能電池的企業已形成規模。太陽能電池按材料組成可分為結晶系、薄膜系、多接合系、有機系等，市面常見的是結晶矽型，而薄膜系太陽能電池未來也將有較大的市場。我國作為能源需求大國，在結晶矽太陽能電池和結晶矽太陽能電池元件的生產上成績顯著，總量均佔到世界總量的一半左右。在世界各國的努力下，新型複合材料的製成，獲取太陽能技術將不斷成熟，成本也會降低，大規模的太陽能熱電廠會越來越多，當太陽能發電成本降低到一定程度時，將會成為未來電網的主力。

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